材料科学是战略性新兴产业的基础科学，对我国实施创新驱动发展战略至关重要。但目前，我国这一领域的竞争力堪忧，一方面核心关键材料对外依存度较高，关键技术缺失；另一方面，有些项目却“一哄而上”，出现产业结构性过剩。有人直言“急需的新材料找不到、能找到的又做不出、做得出的又做不好”。

一、新材料产业迅速发展

1980年前后，日本机械技术研究所的岛村昭治提出将材料的发展历史划分为五代。

第一代材料：石器时代的木片、石器、骨器等天然材料；

第二代材料：陶、青铜和铁等从矿物中提炼出来的材料；

第三代材料：高分子材料；

第四代材料：复合材料；

第五代材料：智能材料。

下面从人类四次工业革命的角度探讨一下材料所起的主要作用。

第一次技术革命发端于18世纪后期，以蒸汽机的发明及广泛应用为主要标志，由此引发的纺织工业、冶金工业、机械工业、造船工业等的工业大革命，是这次技术革命的产物，使人类从手工工艺时期跃进到机器工业时代，开创了工业社会的文明。其主要的材料依靠是钢铁的飞速发展，实现了高炉、转炉、平炉制造优质钢材的工业化。

第二次技术革命开始于19世纪末，以电的发明和广泛应用为标志，由于远距离送电材料以及通讯、照明用的各种材料的工业化，实现了电气化。其结果是石油开采、钢铁冶炼、化学工业、飞机工业、电气工业、电报电话等迅猛发展，组成了现代产业群，使人类跨进了一个新的时代，实现了向现代社会的转变。其主要材料依托是紫铜、黄铜、铝、钨等有色金属以及高分子绝缘材料的迅猛发展。

第三次技术革命始于20世纪中期，以原子能应用为主要标志。1942年12月，意大利物理学家费米在美国建立了第一个核反应堆，实现了控制核裂变，使核能利用有了可能，实现了合成材料、半导体材料等大规模工业化、民用化，把工业文明推到顶点，开启了通向信息社会文明的大门。其主要材料依托是钛合金、先进合金、高温陶瓷、先进复合材料等材料的迅猛发展。

第四次技术革命始于20世纪70年代，它是以计算机，特别是微电子技术、生物工程技术和空间技术为主要标志，新型材料、新能源、生物工程、航天工业、海洋开发等新兴技术是主攻方向。其主要材料依托是以硅、砷化镓为代表的半导体材料、先进高分子材料、先进复合材料、生物相容材料等的迅猛发展。

二、关键新材料自给率堪忧

不少专家认为，材料行业是整个工业体系的基础，革命性新材料的发明、应用一直引领着全球的技术革新，推动着高新技术制造业的转型升级，同时催生了诸多新兴产业。但材料科学有其特殊性，研发投入大，研发周期长，我国关键新材料的自给率目前仍十分堪忧，降低核心关键材料对外依存度的紧迫性越来越凸显。

中国建筑材料科学研究总院教授汪洪认为，我国的材料科技工业起步较晚，虽经多年攻关，在整体水平上与先进国家仍有差距，制约诸多重大战略领域的发展。

首先，不少新材料企业在发展过程中面临的共性问题之一，是缺乏强有力的技术支撑。在光伏、风电、电动汽车、LED等产业蓬勃发展的同时，对多晶硅、碳纤维、锂电子等新材料需求与日俱增，不少地方对这些项目“一哄而上”；部分地区出现产业结构性过剩，不少企业面临艰难的经营环境，却仍未掌握核心技术。

与此同时，传统的材料研制方法主要为试错法，即利用现有关于材料的理论和经验，通过调整研究材料配比，进行表征测试和检验，最终找到满足需求的材料。一些业内专家介绍，传统的方法导致材料研发周期过长，远不能满足人们对新材料的需求，经验式、试错式、离散式的材料研发方式需要变革。

此外，旧材料标准也对新材料的推广使用形成障碍。一名从事石墨烯反腐涂料生产的企业家表示，传统的防腐涂料会对锌的含量有所要求，这固然有利于保障产品质量。不过石墨烯防腐涂料作为一种新型产品，利用了石墨烯的优异特性，能在降低锌含量的同时提高防腐效率。如果还是以传统的要求达到特定锌含量作为标准，那么这种新型产品就会“不合格”，使得其无法推广。

三、“十四五”新材料产业政策走向

“十四五”时期是我国全面建成小康社会、实现第一个百年奋斗目标之后，乘势而上开启全面建设社会主义现代化国家新征程、向第二个百年奋斗目标进军的第一个五年。而材料工业是国民经济的基础产业，新材料是材料工业发展的先导，是重要的战略性新兴产业。加快培育和发展新材料产业，对于引领材料工业升级换代，支撑战略性新兴产业发展，保障国家重大工程建设，促进传统产业转型升级，构建国际竞争新优势具有重要的战略意义。

（一）强化宏观统筹度，避免低水平重复建设的情况

近年来，国内各省市发布的新材料产业规划，部分并没有立足于自身条件及优势进行合理定位和差异化分工，存在着严重的趋同现象。相关新材料产业布局缺乏顶层设计，宏观统筹协调不够，盲目跟风式投入尚未得到有效遏制，造成重复建设、无序竞争和产能过剩，影响了新材料产业的可持续性发展。部分项目打着新材料的名义从事简单的材料加工生产，技术含量和附加值不高。一些新材料产品进入市场困难，阻碍了企业创新的积极性，对技术含量高，质量要求严，投资回报时间长的产业链高端产品少有问津。因此，立足于新的发展规划，下一步要尽快启动“重点新材料研发及应用”重大项目，抓紧出台有关支持政策，聚焦重点、加强沟通、密切协作，下决心把新材料产业搞上去。“总量追赶”和“质量追赶”齐头并进，尤其要促进产业链和价值链向上攀升。推动不同省份新材料产业的发展形成合理分工，细分发展领域重点有所区别，避免新材料产业高端空心失位、低端重复建设问题。深化新材料产业的应用领域，依托不同省市特色产业做大做强新材料产业应用领域，进一步扩大高新技术新材料的生产体量。向国内外相关领域的最新技术看齐，引进世界一流的技术，生产世界一流的产品，逐步代替需要大量进口的高端新材料，实现我国新材料产业的自给自足。

（二）提高成果转化率，推动国产新材料的推广应用

目前，我国材料的研发与应用结合不够紧密，工程应用研究不足、数据积累严重缺乏，面向材料实际服役环境有针对性的研究缺失，材料的质量工艺不稳定、性能数据不完备、技术标准不配套、考核验证不充分，大量的新材料难以跨越从研制到应用的“死亡之谷”，有材不能用、有材不会用问题十分突出。

（三）“十四五”要提高新材料科技成果转化率

我国的中试环节相对比较薄弱，缺乏必要的支持力度，高校和科研机构大都没有自己的中试车间，不愿参与中试；企业出于利益考虑，倾向于选择中试成功的产品进行量产，不敢承担风险；承担中试研究的工程技术研究中心未充分发挥作用，不想冒险尝试。此外，我国中试环节还缺乏有效的质量控制标准体系和系统的材料、工艺、装备有机结合研究。因此，“十四五”时期我国应加大对中试环节的支持力度，抓住“一需多材”和“一材多用”两头，更加注重科技成果后端转化，新材料产业组织体系应坚持需求导向原则，同时为再研发服务。

（四）“十四五”要推动国产新材料的推广应用

我国国产新材料的应用市场还没有充分打开，国产新材料发展总体上滞后于下游重大装备制造需求，重大装备和重大工程“等米下锅”问题比较严峻，也制约了新材料的技术更新和迭代发展。究其原因在于我国新材料生产与应用结合不够紧密，新材料产业链上下游尚未形成联合攻关、同步设计、系统验证、不断迭代的机制。因此，“十四五”要继续加强新材料推广应用力度，扩大我国新材料市场应用规模，不断强化应用场景对接，对于国内刚刚取得技术与产业突破的新材料，加速其在产业链上下游的应用与创新，真正实现“好材有用、好材能用、好材敢用”。“十四五”要提高新材料专用装备的自给率目前，我国新材料核心技术和专用装备发展水平相对滞后，专用装备以引进、消化和吸收为主，自主创新能力明显不足，部分新材料专用高端装备严重依赖进口，自给率较低。由于高端装备的技术密集度高、附加值高，处于价值链高端环节，所以很多发达国家为保护其竞争优势，会限制高端装备出口，新材料专用高端装备的进口难度越来越大，新材料专用装备的供应链安全必须引起重视。因此，“十四五”时期，我国必须加大对新材料专用装备的研发创新支持力度，实现新材料与专用装备的同步研发与应用，保障我国新材料的稳定供应。

（五）加强科研软实力，推进新材料产业高质量发展

新材料产业要加强科研软实力建设，攻克一批“卡脖子”技术，形成对行业转型升级发展的有力支撑。“十三五”时期我国已组建了一批高水平创新平台，配套先进的基础设施、配建新的生产设备，但部分领域的核心技术还未达到国际水平，在产业化方面进展较为缓慢。“十四五”时期，由创新平台基建将转向人才、技术激励引进政策等软实力搭建，联合开展关键技术和产业应用技术攻关，高频次同国外跨国公司和科研机构的进行交流合作，进一步加快科研技术产业化速度和成果转化，形成对行业转型升级发展的有力支撑。支持生产企业、应用企业与科研院所协同攻关，构建企业为主体，高校、院所深度协同的新型创新平台，开展专题研究，谋划新材料科创高地建设框架方案。加速实现从0到1的原始性突破，新增一批高水平新材料研究院、重点实验室、省级及以上新材料领域制造业创新中心、产业创新中心、省级重点企业研究院、企业技术中心等创新载体。培育若干个新材料领域的世界级龙头企业和品牌产品，扶持众多中小型新材料企业进行配套性生产和创新，打造一个大企业有重点、中小企业有空间的融通发展的产业生态，真正实现我国由材料大国向材料强国的根本性转变。

（六）保险补偿机制将全面铺开

重大装备研发绕不开“首台业绩”难题，新材料应用中也存在一个“首批次”瓶颈。经过对新材料产业深入研究，“料要成材、材要成器、器要好用”的过程极其艰难，开发、测试、评价、接受、推广都要耗费大量人力物力和时间成本；但不少材料研发出来，用户出于时间和风险考虑，往往不愿使用、不敢使用；得不到应用验证，优化完善就无从着手。这就形成了一个“有材不好用、好材不敢用”的怪圈。“一代材料，一代装备，一代产业”，谁能抢占先机、率先突破，谁就能在新一轮国际竞争中占据更加有利地位。为打消“好材不敢用”顾虑，“十四五”要进一步做好重点新材料首批次应用保险补偿试点工作，进一步落实工信部《重点新材料首批次应用示范指导目录（2019年版）》，并进一步补充完善。做好首批次应用保险补偿机制试点，争取在“十四五”期间全面铺开应用。

（七）中试环节支持力度将加大

加大中试环节支持力度，要整合现有国家及地方层面工程技术研究中心资源，依托现有条件，围绕具有产业化应用前景的新材料科研成果进行系统化、配套化、工程化研究开发。“十四五”期间要建立国家层面的新材料中试基地或中试生产线，围绕新材料领域的关键性、综合性和共性的工程技术及具有重大应用前景的科研成果，择优择重，根据“成熟一个、启动一个”的思路，采取以企业为主体、产学研用相结合的方式，有步骤、分层次地推进新材料中试基地建设，加快新材料核心技术、关键工艺、新产品的高效转化，为企业规模化生产提供成熟且配套的生产工艺及技术装备。“十四五”期间要加大对中试环节的精准扶持，设立产业化中试基金，缓解资金投入不足问题。“十四五”期间要鼓励地方结合自身新材料优势，选择重点新材料领域开展中试基地建设先行先试，提升地方新材料科技成果转化能力。

（八）强化材料与装备协同发展

目前新材料产业生产应用结合不紧密，有效应用牵引不足，材料的研发生产与设计、下游应用相脱节，“有材不好用”。部分性能优异的材料，由于尚未经过长时间的应用验证和资质认证，“好材不敢用”。因此，“十四五”应从更广范围考虑科技协同创新体系构建，促进“一代装备、一代材料”向“一代材料、一代装备”转变。“十四五”要加强新材料专用装备研发，梳理新材料领域急需攻关的专用装备目录，推动装备研发、设计、生产制造企业与新材料企业开展联合攻关，突破新材料专用装备核心技术和系统、关键工艺技术，形成相对完整的成套装备和产业化生产工艺。“十四五”要推动新材料与专用装备的协同创新，专用装备发展以新材料需求为导向，新材料生产以专用装备发展为支撑。以重大装备需求和重大工程建设为指引，推动材料提前介入重大装备和重大工程建设中，建立面向重大需求的新材料和专用装备开发应用模式，形成上下游协作配套、共同实施重大项目的合作模式，加速关键材料及其专用装备的研发与产业化应用，提高我国关键材料及专用装备的保障能力。“十四五”要设立新材料及专用装备专项资金，支持新材料与专用装备协同研发和生产。

（九）推进新材料产业集群建设

我国新材料产业初步呈现集聚发展态势，初步形成以环渤海、长三角、珠三角等为代表的综合性新材料产业基地，以及中西部特色新材料产业基地。总体来看，这些已有的基地大部分处于初级发展阶段，与世界级新材料产业集群相比有较大差距，存在“聚而不集、集而不群”问题。部分地区的新材料产业集聚区缺乏整体规划和顶层设计，发展方向和重点不明确，盲目上项目、引企业、建园区，集聚区建设上追求大而全，缺乏亮点和特色，配套服务薄弱，产业关联度不高。部分集聚区内龙头企业数量较少，企业国际市场竞争力不强，中小企业专业化和精细化程度不够，没有形成大中小企业协同发展的生态。不同新材料产业集聚区之间发展重点趋同，发展阶段和现状相似，同质化竞争激烈，尚未形成跨区域协作发展格局。因此，“十四五”时期我国应加快推动已有新材料产业基地的发展，培育具有国际竞争力的世界级新材料产业集群。以世界级产业集群思路来完善顶层设计，强调区域统筹协调。我国需要加强对地区新材料产业实地调研，参照世界级新材料产业集群政策体系，围绕“重点方向、重点企业、重点园区”统筹规划，以集群创新和组织变革为核心，推动跨区域协作和开放融合，切实增强我国新材料产业集群的国际竞争力，向新材料强国迈进。

（十）推进重点材料规模化应用

“十四五”期间，要全面加速新材料在关键领域产业化应用的规模。具体：推动新材料在交通建设领域的应用示范；顺应绿色建筑及装配式建筑发展需求，推动特种涂料、功能玻璃、防火防水耐蚀保温隔热等新材料在建设领域中规模化应用；推动生物医用新材料在卫生健康领域的应用，加快推进新材料在国有企业、国有资本投资工程中的应用示范等。尤其是在智能制造、轨道交通、航空航天、海洋船舶和新能源等行业，推动产业化水平全面提升。以企业为主体，进一步完善“产学研用”深度融合。

（十一）布局“集成新模式”联盟

当前，我国新材料仍按照传统行业管理，把材料分为石化、钢铁、有色、稀土、建材等领域，关注的是材料自身的性能、质量、成本等。但面向重大领域的需求，我们发现，材料的应用往往是集成的、成体系的、甚至是彼此之间不断替代更新的。因此，在推广应用上“十四五”要有所创新，要建立一套面向应用、供需衔接模式，发挥需求牵引和创新驱动两方面作用，解决用户不敢用、不愿用、不好用的问题。“十四五”要以应用领域优势企业为主导，更好地吸纳产业链上下游的企业和院所，充分发挥各自优势，促进供需衔接互补，盘活各方面资源。“十四五”要打造“集成式”创新，组建应用领域联盟，探索有助于新材料推广应用新模式，形成网络化、科学化的新材料重点应用领域联盟布局。

（十二）启动新一批创新服务平台

目前我国新材料检验检测等基础能力差，检验检测资源优化配置不足，检测能力不足，检测市场机制不完善，检验检测服务能力无法满足产业发展全面需求。“十四五”必须加快推进国家新材料测试评价平台区域中心建设，启动新一批测试评价实验室布局，加强测试评价业务能力建设。“十四五”要深化新材料领域产业创新服务综合体培育，强化新材料知识产权产业链布局和国际化布局，加强新材料产业监测，优化产业发展服务与管理。扩大参数数据库平台、资源共享平台，推进企业、科研院所数据、人才、设备仪器的开放共享。面向国际市场建立高性能的技术标准和行业规范，加强新材料专利申请的评估审核等。


注：文章内容整理自网络

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